医药学论文：山茱萸总甙对去势大鼠骨生物力学影响的实验研究

【摘要】 目的：以去势大鼠为研究对象，通过观察骨生物力学指标的变化以探讨山茱萸总甙对骨质疏松症的治疗机制。方法:将50只Wister大鼠随机分为5组，即假手术组，模型组，山茱萸总甙高剂量组，山茱萸总甙中剂量组及山茱萸总甙低剂量组。造模后，山茱萸总甙组依剂量每日灌胃给药。各组大鼠在灌胃满3个月后取双侧胫骨和股骨，进行骨生物力学实验。结果：山茱萸总甙各剂量组最大载荷、最大应力、最大变形和伸长率均明显优于模型组。结论：山茱萸总甙对去势后大鼠的骨生物力学指标有良性调整作用。

　　【关键词】 山茱萸总甙 骨质疏松 骨生物力学 山茱萸/药效学 大鼠

　　骨质疏松症(Osteoporosis，OP)是一种以低骨量、骨组织微细结构破坏为特征，伴有骨的易脆性增加和骨折的易患性增加的全身性骨骼疾病［１］。我们在临床实践中发现，"益肾养肝口服液"在治疗骨质疏松方面有着肯定的作用，其主要成分是山茱萸水提液，经临床观察发现，该制剂可明显改善骨质疏松患者的自觉症状和骨密度，及血尿中骨代谢相关的生化指标，延缓老年患者骨密度随增龄而降低的趋势。在此基础上，为进一步明确山茱萸对骨质疏松症的治疗作用和机制，选用山茱萸主要有效成分山茱萸总甙作为研究对象，从骨生物力学的角度对其抗骨质疏松症作用及机理作进一步的基础实验研究。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验动物与分组 选取6月龄Wistar健康雌性大鼠共50只，随机分为5组:假手术组、模型组、山茱萸高剂量组、山茱萸中剂量组、山茱萸低剂量组。每组10只。

　　1.2 OP动物模型复制 各组大鼠均以3%的戊巴比妥钠1ml/kg，行腹腔麻醉，俯卧位固定。在背部中1/3处剪毛，用碘酒、酒精局部消毒皮肤后自腰椎沿背部正中线向下作纵形切口约2～3cm。沿肩胛线分别于左右两肋下剪开腹肌，可见位于两侧肾脏外下方呈粉红色的卵巢及紧密相连的子宫角，在子宫角上用线打两个结扎，切断子宫角，将卵巢摘除。假手术组仅摘除相当于卵巢大小的一块肠系膜，逐层关闭，缝合切口，术后连续肌注青霉素3d，5万u/只，日1次抗感染。术后所有动物在同一条件(室温19℃～24℃，相对湿度40%左右)用普通饲料饲养，自由饮水。

　　1.3 给药方法 术后第4d开始灌胃，灌胃的剂量按人与大鼠体表面积比折算成大鼠等效剂量。假手术组和模型组两组灌服蒸馏水20ml/kg，山茱萸组按人用量30g/70kg·d折算，山茱萸高剂量组服用量为3.56g/kg(1.6倍等效剂量)，山茱萸中剂量组为2.16g/kg(1倍等效剂量)，山茱萸低剂量组为1.08g/kg(0.5倍等效剂量)。各组动物灌胃容量相同，均为8ml。每日灌胃1次，每周6次，连续灌胃3个月。

　　1.4 标本的采集与处理 各组大鼠在灌胃满3个月后断椎处死，各组大鼠在处死前10d和前1d分别按30mg/kg给予两次腹腔注射盐酸四环素(Tetracyclin)，进行活体四环素标记。处死后立即取大鼠双侧胫骨，并去除软组织。双侧胫骨经福尔吗啉固定后做生物力学实验。在WDW10KN微机控制电子万能实验机做三点弯曲实验，加载点位于胫骨上1/3处，两侧支点标距为24mm，试验机匀速加载，加载速度为2mm/min。

　　1.5 检测指标 最大载荷--骨断裂前所承受的最大力值。最大挠度--骨断裂前所产生的最大变形长度。最大应力--骨标本单位面积上承受的最大载荷值。伸长率--在载荷作用下，骨标本的变形与标距之比，表示骨的塑性能力。

　　1.6 统计学处理 各组数据均以±s表示，用SPSS 10.5统计软件进行数据分析，采用单因素方差分析方法。

　　2 实验结果

　　各组大鼠最大载荷、最大应力、最大挠度、伸长率比较，见表1。表1 各组大鼠最大载荷、最大应力、最大挠度、伸长率比较

　　3 讨论

　　《黄帝内经》记载"肾主骨生髓"。后世医家发挥《黄帝内经》的理论，认为骨之强弱与肾中精气盛衰的关系密切，肾中精气充盛，则骨髓生化有源，骨才能得到骨髓的滋养，骨矿含量正常而骨骼强壮。肾虚是骨质疏松症的发病本质。也有学者认为：脾为后天之本，主四肢百骸，先天之精有赖于脾胃运化水谷精微的濡养。肾亏脾虚应为该病发病的基本病理。除此之外，患者因禀赋不同，临床既可兼夹气血亏虚等，致伤原因有别，病理可兼夹寒湿、气滞、血瘀等。在治疗上，基本沿用《内经》中"有骨痿者，补肾法以治之"的观点，以补肾法作为治疗骨质疏松症的基本大法，通过调整肾之阴阳精气的虚少，达到防治骨质疏松的作用。山茱萸酸微温质润，其性温而不燥，补而不峻，既能补肾益精，又能温肾助阳；既能补阴又能补阳，为补益肝肾的要药。益肾养肝口服液是一个比较成熟的院内制剂，以山茱萸为主要成分，它对骨质疏松症的疗效在临床上已得到了充分肯定，大量实验研究也表明其主药山茱萸主要有效成份山茱萸总甙具有补肾益阳的作用［2-4］，能明显改善SAMP6小鼠的骨质疏松状况。

　　本实验采用摘除大鼠双侧卵巢的方法，复制绝经后骨质疏松模型，大鼠在雌激素减少所致的骨反应上与自然绝经后的骨行为无实质性差别，其骨量丢失在某些方面与绝经后妇女相似，动物模型有方便性，关联性，适合性3个特点［5］。

　　目前很多实验研究多从骨结构改变角度观察评价骨质疏松及其并发骨折的发病机理和防治方法。骨结构的改变直接影响骨的生物力学性能，使骨的力学强度降低。因此，测定骨生物力学性能的变化是评价骨质疏松的一个重要和特殊的指标。生物力学是根据已经确立的力学原理来研究生物中的力学问题的科学，是力学、生物学、医学等学科之间相互渗透的边缘学科。骨组织是有机质与无机质按一定的力学原理结合而成的复合性材料，骨的无机质使骨硬而坚实，而有机质则使其具有一定的柔韧性。骨在受到外力时其内部组织结构和外部形态都将随之改变，这种改变可直接反映在骨的结构力学和材料力学性能的变化上。骨结构力学参数包括最大载荷、破断载荷、结构刚度、能量吸收、最大挠度等。骨皮质的厚薄的变化及骨小梁的多少的变化均可引起它们的变化。骨材料力学指标有弹性模量、最大应力、伸长率、最大应变、破断应力、破断应变等，它们反映的是骨的材料本身的力学性能，而与骨的大小及形态无关，主要由骨的构成成分及胶原的含量、排列决定。在本次实验中，我们选取了最大载荷、最大挠度、最大应力及伸长率等较有代表性的指标，其中最大载荷是指骨断裂前所承受的最大力值，最大挠度是骨断裂前所产生的最大变形长度，最大应力是骨标本单位面积上承受的最大载荷值，伸长率是在载荷作用下，骨标本的变形与标距之比，表示骨的朔性能力。实验结果显示模型组与假手术组比较，除伸长率外，其它指标均显著下降，提示去势对大鼠胫骨结构力学的改变较为显著，而对材料力学的改变不明显。各治疗组均可改善大鼠胫骨生物力学性能，而以山茱萸总甙中剂量组效果最好，提示山茱萸总甙可改善大鼠胫骨生物力学性能，尤其是结构力学方面。在骨生物力学方面，除伸长率外，模型组的各项指标较假手术组均明显降低，表明造模成功。山茱萸总甙中剂量组的改善作用明显优于其它各组。上述结果提示山茱萸总甙可明显改善去势大鼠的骨骼结构力学状况，防止骨质疏松的发生，值得我们做进一步的研究和开发利用。